[发明专利]有砟铁路道床的加固装置、系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁路基础设施建设领域，更明确地，涉及建造和加固有砟铁路道床的装置、系统和方法。

背景技术

有砟铁路轨道因建设投资小，轨道调整和养护方便，被世界上大多数铁路公司所采用。

有砟轨道由钢轨，轨枕，道砟道床，道岔，联结件组成。断面一般呈梯形的道砟道床将轨枕所受载荷均匀分散到路基面，并提供均匀一致的弹性和缓冲以减缓轮轨的冲击和振动。它帮助固定轨枕位置，排水和通过捣固调整轨枕位置。

现代道砟道床多采用筛分和级配后的碎石堆积而成。为了提供轨枕足够的横向阻力，专门设置了超出轨枕长度的道床平顶挡肩和斜面边坡。

过往列车载荷的往复作用使轨枕底下的散粒道砟，(a)向两侧外移甚至从边坡滚落，造成不可回复的道床下沉；(b)逐渐磨损甚至破碎产生细碎颗粒，阻断水路污染道床。最终道床需要通过清筛和重铺等大规模轨道养护来恢复性能。

铁路界一直在积极研发比一般碎石道砟道床寿命更长，弹性减振性能更高的其它道床结构。David Bower在美国专利申请US2013/0206853A1(Railway stone ballast and related system and methods)中提出利用化学粘结剂，比如环氧树脂将研磨过的废旧轮胎细粉粘合在道砟颗粒上，并应用这些带表面膜的道砟颗粒铺设道床的方法。可以预见的是，此方法由于需要大量使用成本高而且对人和环境有害的化学粘结剂，很难在铁路界推广。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种有砟铁路道床的加固装置、系统及方法。

根据本发明的一方面，一种带弹性固定套的装置，即用于有砟铁路道床的加固装置，其包括由至少一个弹性的连续侧墙围住一个柱状空间形成的至少一个弹性固定套以及至少一个控制每个侧墙形状的锁紧系统，所述锁紧系统连接每个侧墙上至少两点使侧墙保持一定形状，在每个柱状空间内装有内装材料，所述内装材料具有比侧墙材料更高的抗压强度。

可替换地，所提内装材料为单体或多层板状材料，与侧墙一起形成一个比侧墙本身具有更高抗压强度的复合结构。

优选地，所述内装材料为内装集料颗粒，所述内装集料颗粒具有比侧墙材料更高的抗压强度。

优选地，所述锁紧系统包括单组或多组侧墙距离保持垫和拉紧元件。

优选地，所述带弹性固定套的装置还包括单个或多个分割所述柱状空间的隔离墙，隔离墙由所述锁紧装置固定于弹性固定套。

优选地，所述带弹性固定套的装置还包括一个或多个侧墙加强板，其通过所述锁紧系统固定于侧墙。

优选地，所述侧墙在顶部带有多个凸翼。

优选地，所述侧墙上带有多个孔洞。

优选地，所述侧墙加强板在顶部带有多个凸翼。

优选地，所述侧墙加强板上带有多个孔洞。

优选地，所述带弹性固定套的装置还包括带孔底托，所述带孔底托托起填满弹性固定套的集料颗粒，从而形成可被搬运的整体。

优选地，所述侧墙由轮胎制成。

优选地，所述侧墙距离保持垫由轮胎制成。

优选地，所述隔离墙由轮胎制成。

优选地，所述侧墙加强板由轮胎制成。

可替换地，所述内装集料颗粒中至少85％是颗粒大小在15mm-70mm范围内的碎石。

可替换地，所提内装集料颗粒中最多15％是由轮胎制成的截面在1平方毫米-400平方毫米范围内的条状碎块。

根据本发明的另一方面，一个多体带弹性固定套的装置，所述多体带弹性固定套的装置包括多个带弹性固定套的装置，所述带弹性固定套的装置包括由至少一个弹性的连续侧墙围住一个柱状空间形成的至少一个弹性固定套以及控制每个侧墙形状的锁紧系统，所述锁紧系统连接每个侧墙上至少两点使侧墙保持一定形状，在每个柱状空间内装有内装材料，所述内装材料具有比侧墙材料更高的抗压强度。

优选地，所述内装材料为内装集料颗粒，所述内装集料颗粒具有比侧墙材料更高的抗压强度。

根据本发明的其它方面，一种有砟铁路道床的加固系统，上述的带弹性固定套的装置或者上述多体带弹性固定套的装置被布置在道床挡肩部分或道床边坡部分，其与铁路轨枕之间存在一可动集料颗粒层，从而允许捣固作业在靠近轨枕的周边进行。

优选地，所述带弹性固定套的装置被布置在弹性固定套的顶端靠近道床顶面的位置上。